植物乳杆菌NCU116的益生功能及其作用机制

发布时间：2017-05-18 13:22

  本文关键词：植物乳杆菌NCU116的益生功能及其作用机制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：益生菌是由单一或多种微生物构成的活菌,当摄入一定剂量时,能通过改善宿主肠道微生态平衡来促进人体健康。益生菌具有促进肠道菌群平衡、缓解代谢综合征和免疫调节等多种功能。本论文以本实验室前期分离的体外活性较强的植物乳杆菌NCU116为研究对象,探讨其对肠道菌群的调节作用；对便秘、高脂血症、脂肪肝、结肠炎和糖尿病的缓解作用；并基于代谢组学技术检测其对高脂血症和糖尿病血清中的特征代谢标志物的影响。主要研究内容与结论归纳如下：(1)小鼠被随机分为4组,给予小鼠灌胃不同剂量植物乳杆菌NCU116或生理盐水,连续5周。与正常组相比,植物乳杆菌NCU116组小鼠肠道内乳酸杆菌、双歧杆菌的菌群显著升高；此外,该菌还在产生短链脂肪酸、抑制氧化应激和调节血清细胞因子方面具有一定的作用。(2)通过洛哌丁胺皮下注射建立小鼠便秘模型,灌胃不同剂量植物乳杆菌NCU116,连续15天。与便秘模型组相比,植物乳杆菌NCU116组在粪便指标、肠道推进率、短链脂肪酸、结肠病理与结肠间质细胞免疫表达方面具有显著改善。结果证实,植物乳杆菌NCU116对洛哌丁胺诱导的小鼠便秘症状具有缓解作用。(3)研究植物乳杆菌NCU116对高脂高胆固醇饲料喂养大鼠胆固醇的降低作用。大鼠随机分为4组：正常组,高脂模型组,高脂模型+植物乳杆菌NCU116低、高剂量组,连续灌胃干预5周。结果显示,植物乳杆菌NCU116表现出降低血脂水平、修复胰腺和脂肪组织损伤的能力；此外,该益生菌还可显著提高低密度脂蛋白受体(LDL receptor)和胆固醇7α-羟化酶(CYP7A1)等基因的表达。表明植物乳杆菌NCU116可能是通过调节低密度脂蛋白受体和胆固醇7α-羟化酶的基因表达进而调控脂质代谢和降低胆固醇水平。(4)研究植物乳杆菌NCU116对高脂饮食诱导非酒精性脂肪肝大鼠肝功能、氧化应激和脂质代谢的影响。实验5周后,植物乳杆菌NCU116组表现出修复肝功能、缓解肝病理损伤、降低肝脏脂肪堆积的功能。此外,该菌还能显著降低血清内毒素和促炎因子、调节肠道菌群、调节脂质代谢基因表达。结果显示,植物乳杆菌NCU116缓解非酒精性脂肪肝可能是通过抑制脂肪合成、促进脂肪分解与氧化等相关基因表达来实现的。(5)建立基于超高效液相色谱串联四级杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF/MS)的代谢组学方法,分析植物乳杆菌NCU116对高脂饮食大鼠血清中代谢标记物的影响。通过非配对t检验、主成分分析、偏最小二乘法分析和分层聚类分析方法可知,4组样本具有较好的分离度。高脂饮食对大鼠血清中亚精胺、维生素B5、吲哚丙烯酸、吲哚、5-羟吲哚乙醛、甘氨胆酸、胆氯素、羟基乙酸、亮氨酸、2-苯基乙醇葡糖苷酸、牛磺胆酸、2-花生酰基甘油、孕二醇-3-葡萄糖苷酸等化合物代谢均有影响；但植物乳杆菌NCU116仅在吲哚丙烯酸、甘氨胆酸、胆氯素、羟基乙酸、牛磺胆酸、2-花生酰基甘油和孕二醇-3-葡萄糖苷酸等生物标记物上发挥较好的调节作用。提示该菌可通过这些生物标记物来调节机体内脂质、葡萄糖、氨基酸等代谢途径发挥抑制高脂血症作用。(6)采用三硝基苯磺酸(TNBS)诱导建立结肠炎小鼠模型,研究植物乳杆菌NCU116及其发酵胡萝卜汁对该症状的影响。小鼠被随机分正常组、结肠炎模型组、植物乳杆菌NCU116组、植物乳杆菌NCU116发酵胡萝卜汁组和未发酵胡萝卜汁组,连续灌胃5周。结果显示,经植物乳杆菌NCU116及其发酵胡萝卜汁干预后,结肠炎小鼠体重较快恢复并有所增长,氧化应激和促炎因子水平降低,结肠粪便短链脂肪酸水平显著升高,结肠黏膜损伤明显降低。通过与未发酵胡萝卜汁对比可知,植物乳杆菌NCU116及其发酵胡萝卜汁对结肠炎的缓解作用与植物乳杆菌NCU116的供给密切相关。(7)探讨植物乳杆菌NCU116及其发酵胡萝卜汁对高脂饮食结合链脲佐菌素诱导的II型糖尿病大鼠降血糖作用及其机制。大鼠被随机分为正常组、糖尿病组、植物乳杆菌NCU116组、植物乳杆菌NCU116发酵胡萝卜汁组和未发酵胡萝卜汁组,连续灌胃5周。结果表明,植物乳杆菌NCU116及其发酵胡萝卜汁对大鼠血糖、血脂、激素具有调节作用,同时对短链脂肪酸水平具有升高作用；还能修复氧化应激损伤、胰腺与肾脏病理损伤,并能调节低密度脂蛋白受体、胆固醇7α-羟化酶、葡萄糖转运蛋白4、过氧化物酶体增殖因子活化受体α和丫的基因表达。本实验首次证实植物乳杆菌NCU116及其发酵胡萝卜汁对II型糖尿病具有一定的缓解作用。(8)利用UPLC-Q-TOF/MS等代谢组学技术来探讨植物乳杆菌NCU116及其发酵胡萝卜汁对II型糖尿病大鼠代谢标记物变化的影响。通过非配对t检验,主成分分析和偏最小二乘法分析可知,植物乳杆菌NCU116及其发酵胡萝卜汁对糖尿病大鼠血清中腺苷、5-羟吲哚乙醛、脯氨酸、甘氨胆酸、牛磺鹅去氧胆酸、鞘氨醇、茶碱和牛磺胆酸代谢均有影响,并通过调节机体内葡萄糖、脂肪酸、胆酸和氨基酸等代谢途径发挥抗糖尿病作用。另外,植物乳杆菌NCU116及其发酵胡萝卜汁表现出的缓解糖尿病症状的功能与植物乳杆菌NCU116的补充有关。
【关键词】：植物乳杆菌NCU116 益生菌 肠道菌群 便秘 高脂血症 脂肪肝 结肠炎 糖尿病 短链脂肪酸 代谢组学
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS201.3
【目录】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-10
• 英文缩略语10-18
• 第1章 引言18-30
• 1.1 益生菌的概念18
• 1.2 乳酸杆菌的生物学特性18-19
• 1.3 乳酸杆菌的主要代谢产物19-20
• 1.3.1 乳酸和短链脂肪酸19
• 1.3.2 共轭亚油酸19
• 1.3.3 γ氨基丁酸19-20
• 1.3.4 胞外多糖20
• 1.3.5 乳酸菌素20
• 1.4 乳酸杆菌的益生功能20-24
• 1.4.1 乳酸杆菌的粘附、定植与菌群调节20-21
• 1.4.2 乳酸杆菌与腹泻21
• 1.4.3 乳酸杆菌与便秘21-22
• 1.4.4 乳酸杆菌与免疫调节22
• 1.4.5 乳酸杆菌与炎症性肠病22
• 1.4.6 乳酸杆菌与口腔健康22-23
• 1.4.7 乳酸杆菌与胃损伤修复23
• 1.4.8 乳酸杆菌与肠道易激综合征23
• 1.4.9 乳酸杆菌与代谢综合征23-24
• 1.4.10 乳酸杆菌与乳糖不耐症24
• 1.4.11 乳酸杆菌的其他功能24
• 1.5 乳酸杆菌的安全性24-25
• 1.6 前景与挑战25
• 1.7 植物乳杆菌25
• 1.8 发酵胡萝卜汁25-26
• 1.9 代谢组学26
• 1.10 本论文研究的主要内容和创新点26-30
• 1.10.1 课题研究价值及意义26-27
• 1.10.2 主要研究内容27-28
• 1.10.3 技术路线图28
• 1.10.4 本研究的主要创新点28-30
• 第2章 植物乳杆菌NCU116对小鼠肠道菌群调节作用30-42
• 2.1 引言30-31
• 2.2 实验部分31-34
• 2.2.1 实验材料31
• 2.2.2 实验设备31
• 2.2.3 实验方法31-34
• 2.3 结果与分析34-39
• 2.3.1 小鼠体重变化34
• 2.3.2 小鼠肠道菌群34-35
• 2.3.3 小鼠粪便和肝脏短链脂肪酸水平35-37
• 2.3.4 小鼠血脂水平37
• 2.3.5 小鼠氧化应激水平37-39
• 2.3.6 小鼠血清细胞因子水平39
• 2.4 讨论39-41
• 2.5 本章小结41-42
• 第3章 植物乳杆菌NCU116对洛哌丁胺诱导小鼠便秘的缓解作用42-54
• 3.1 引言42
• 3.2 实验部分42-46
• 3.2.1 实验材料42-43
• 3.2.2 实验设备43-44
• 3.2.3 实验方法44-46
• 3.3 结果与分析46-52
• 3.3.1 便秘小鼠饮食、饮水及粪便指标46-47
• 3.3.2 便秘小鼠肠道推进率47
• 3.3.3 便秘小鼠粪便短链脂肪酸47-49
• 3.3.4 便秘小鼠结肠组织病理学49-50
• 3.3.5 便秘小鼠肠道c-kit基因表达50-52
• 3.4 讨论52-53
• 3.5 本章小结53-54
• 第4章 植物乳杆菌NCU116对高脂饮食大鼠抑制血脂紊乱的机制54-67
• 4.1 引言54
• 4.2 实验部分54-57
• 4.2.1 实验材料54-55
• 4.2.2 实验设备55
• 4.2.3 实验方法55-57
• 4.3 结果与分析57-64
• 4.3.1 体重、饮食、饮水变化57-58
• 4.3.2 脂代谢水平58-59
• 4.3.3 口服糖耐量试验59-60
• 4.3.4 血清激素水平60-61
• 4.3.5 血清氧化应激水平61-62
• 4.3.6 胰腺和脂肪组织病理学62-64
• 4.3.7 脂代谢基因表达64
• 4.4 讨论64-66
• 4.5 本章小结66-67
• 第5章 植物乳杆菌NCU116对大鼠脂肪肝病变的抑制作用67-83
• 5.1 引言67
• 5.2 实验部分67-70
• 5.2.1 实验材料67-68
• 5.2.2 实验设备68
• 5.2.3 实验方法68-70
• 5.3 结果与分析70-80
• 5.3.1 肝功能70-72
• 5.3.2 肝脏指数与脂肪酸组成分析72-75
• 5.3.3 脂多糖与细胞免疫因子水平75-76
• 5.3.4 结肠粪便菌群76-77
• 5.3.5 肝脏氧化应激水平77-78
• 5.3.6 肝脏组织病理学观察78-79
• 5.3.7 脂代谢基因表达79-80
• 5.4 讨论80-81
• 5.5 本章小结81-83
• 第6章 植物乳杆菌NCU116对高脂饮食大鼠血清代谢组学的影响83-103
• 6.1 引言83-85
• 6.2 实验部分85-87
• 6.2.1 实验材料85
• 6.2.2 实验设备85
• 6.2.3 实验方法85-87
• 6.3 结果与分析87-101
• 6.3.1 血清代谢物图谱分析87
• 6.3.2 代谢物多元变量分析87-92
• 6.3.3 代谢标志物的确证92-101
• 6.4 讨论101-102
• 6.5 本章小结102-103
• 第7章 植物乳杆菌NCU116及发酵胡萝卜汁对小鼠结肠炎的缓解作用103-114
• 7.1 引言103
• 7.2 实验部分103-106
• 7.2.1 实验材料103-104
• 7.2.2 实验设备104
• 7.2.3 实验方法104-106
• 7.3 结果与分析106-112
• 7.3.1 发酵胡萝卜汁中短链脂肪酸分析106
• 7.3.2 体重变化106-107
• 7.3.3 结肠重量与长度变化107-108
• 7.3.4 结肠粪便短链脂肪酸变化108-109
• 7.3.5 血清细胞因子水平109-110
• 7.3.6 血清氧化应激水平110-111
• 7.3.7 结肠病理变化111-112
• 7.4 讨论112-113
• 7.5 本章小结113-114
• 第8章 植物乳杆菌NCU116及发酵胡萝卜汁对糖尿病大鼠的血糖改善机制研究114-129
• 8.1 引言114
• 8.2 实验部分114-117
• 8.2.1 实验材料114-115
• 8.2.2 实验设备115-116
• 8.2.3 实验方法116-117
• 8.3 结果与分析117-125
• 8.3.1 糖水平117-118
• 8.3.2 激素水平118-119
• 8.3.3 脂水平119-120
• 8.3.4 氧化应激120-121
• 8.3.5 肾功能121
• 8.3.6 粪便短链脂肪酸含量121-122
• 8.3.7 胰腺与肾脏病理学122-124
• 8.3.8 脂代谢与糖代谢基因表达124-125
• 8.4 讨论125-128
• 8.5 本章小结128-129
• 第9章 植物乳杆菌NCU116及发酵胡萝卜汁对糖尿病大鼠的血清代谢组学初探129-142
• 9.1 引言129
• 9.2 实验部分129-131
• 9.2.1 实验材料129-130
• 9.2.2 实验设备130
• 9.2.3 实验方法130-131
• 9.3 结果与分析131-140
• 9.3.1 血清代谢物图谱分析131-132
• 9.3.2 代谢物多元变量分析132-135
• 9.3.3 潜在生物标记物分析135-140
• 9.4 讨论140
• 9.5 本章小结140-142
• 第10章 结论与展望142-145
• 10.1 本研究的主要结论142-143
• 10.2 进一步的研究方向143-145
• 致谢145-146
• 参考文献146-164
• 攻读学位期间的研究成果164-165

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 许栋明;;益生菌预防和治疗腹泻的临床效果[J];中国药学杂志;2010年14期

  本文关键词：植物乳杆菌NCU116的益生功能及其作用机制，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：376203